全 文 ：第 33卷 第 2期
2009年 3月
南京林业大学学报(自然科学版)
JournalofNanjingForestryUniversity(NaturalScienceEdition)
Vol.33, No.2
Mar., 2009
收稿日期:2007-12-10 修回日期:2009-01-04
基金项目:江苏省农业三项工程项目(SX(2006)120)
作者简介:高 芬(1982—),硕士生。 ＊沈永宝(通讯作者), 教授 ,研究方向为林木种苗 、园林植物与观赏园艺。 E-mail:ybshen@
njfu.com.cn
引文格式:高 芬 ,沈永宝.南京椴花粉贮藏寿命的研究 [ J].南京林业大学学报:自然科学版 , 2009, 33(2):141-144.
南京椴花粉贮藏寿命的研究
高 芬 1 ,沈永宝2＊
(1.南京林业大学风景园林学院 ,江苏 南京 210037;2.南京林业大学森林资源与环境学院 ,江苏 南京 210037)
摘要:采用TTC法对不同贮藏条件下的南京椴花粉生活力进行测定。结果表明:南京椴花粉的寿命相对较短 ,临界
含水量为 8.99%。在此含水量下 , 贮藏温度为 -25℃时, 经过 8 d贮藏 ,花粉生活力从 75%下降到 56%,经过 180d
贮藏 ,花粉生活力仅有 25%。此外 ,新采集南京椴花粉的含水量为 9.55%,可以不经干燥 ,直接在 -18℃下保存。
关键词:南京椴;花粉贮藏;花粉寿命
中图分类号:S722 文献标志码:A 文章编号:1000-2006(2009)02-0141-04
StudyonthepolenstoragelongevityofTiliamiqueliana
GAOFen1 , SHENYong-bao2＊
(1.ColegeofLandscapeArchitecture, NanjingForestryUniversity, Nanjing210037, China;2.ColegeofForest
ResourcesandEnvironment, NanjingForestryUniversity, Nanjing210037, China)
Abstract:ThepolenviabilityofTiliamiquelianaunderdifferentstorageconditionswasevaluatedusingTTC(2, 3, 5-
triphenyltetrazoliumchloride)testing.TheresultsshowedthatthepolenlongevityofT.miquelianawasrelativelyshort,
thecriticalmoisturecontentwas8.99%.Thepolenviabilitydecreasedfrom75% to56% storedat-25℃ aftereight
days, andwasonly25% after180d.Inaddition, thefreshpolenwith9.55% moisturecontentcouldbestoredat
-18℃ directlywithoutdrying.
Keywords:Tiliamiqueliana;polenstorage;pollenlongevity
花粉在植物育种和种质资源利用方面具有广泛的应用潜力 ,但其寿命在自然条件下通常较短 。南京
椴(Tiliamiqueliana)为我国优良的蜜源植物[ 1] ,同时作为世界四大阔叶行道树之一[ 2] ,在园林绿化方面具
有较高的应用价值。椴树属植物大多自花不育 [ 3] ,南京椴也不例外 ,孤立木种子饱满度仅 1%左右 ,即使
片林饱满种子也只有 50%[ 4] 。开展南京椴花粉贮藏的研究 ,有利于采用人工授粉以克服花期不育现象 ,
同时为远距离花粉运输提供技术支持 。
1 材料与方法
1.1 花粉的采集与干燥
2007年 5月下旬 ,在南京椴开花初期 ,剪取着生花序较多的花枝 ,室温水培催花 24h后收集花粉 。将
收集的花粉进行不同时间的室温干燥以获得不同含水量的花粉 ,干燥时间分别为 4h和 8 h。
1.2 花粉含水量测定
花粉含水量测定采用烘干法。将称量瓶(包括瓶盖)在 120℃的烘箱中烘至恒重(W1),然后放入适量
花粉(0.15±0.01)g一起将称量瓶和花粉称重(W2),而后将盛有花粉的称量瓶放入烘箱中 ,并于 120℃
烘干 1 h;烘干完毕将称量瓶迅速盖上瓶盖 ,置于干燥器中 ,待冷却后再次称重(W3),并计算花粉含水量 。
试验设 3个重复 ,以平均值作为花粉的含水量 。
花粉含水量 =(W2 -W3)/(W2 -W1)×100%。
南 京 林 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 33卷
1.3 花粉的贮藏及花粉生活力测定
将不同含水量的花粉平均分为 4份 ,分别密封于 10mL离心管中 ,并分别置于室温 、4、 -18、 -25℃冰
箱中 ,每隔 24 h测定花粉生活力。从冰冻温度下取出花粉时 ,应先后在 -5、0℃放置 5 min,防治出现冻融
现象。
花粉生活力测定采用 TTC法[ 5-6] 。用毛笔蘸取少量花粉置于凹形载玻片的凹槽内 ,滴入 1滴 0.5%
TTC溶液 ,用镊子搅拌均匀 ,盖上盖玻片 ,置于 35℃的恒温箱内培养 20 min;在 OlympusCX-41系统显微
镜下观察不同的 3个视野 ,并拍照记录;根据花粉染色情况判读花粉的生活力。花粉生活力按下式计算:
花粉生活力 =(1个视野中着色花粉粒数 /1个视野中全部花粉粒数)×100%。
取 3个视野的平均值代表花粉生活力 。
1.4 分析方法
试验数据采用 SAS软件进行方差分析和多重对比分析 。
2 结果与分析
图 1 1个视野下的花粉染色情况
Fig.1 Thepolenstainingoffieldundermicroscope
2.1 花粉生活力判读
南京椴花粉经 0.5% TTC溶液染色 20 min
(35℃)后 ,显微镜下可见 3种染色情况(图 1):一是
完全未染色 ,二是淡红色 ,三是深红色 。在这 3种染
色模式中 ,呈淡红色 、无色的为无生活力花粉 ,而呈
深红色的花粉为有生活力花粉 。
2.2 花粉含水量与花粉生活力的关系
采集南京椴花粉后 ,在室温自然干燥过程中 ,含
水量不断下降 ,其生活力随着干燥时间的延长 ,也逐
渐下降(表 1)。由表 1可见 ,新采集的花粉 ,含水量
为 9.55%,生活力为 75%。经 4 h干燥后 ,花粉的含
水量降为 8.99%,但花粉的生活力并没有显著变化 ,
仍为 75%。当花粉干燥 8h后 ,花粉的含水量降为 8.
05%,其生活力降到 63%。
2.3 花粉贮藏寿命
表 1 南京椴花粉脱水过程生活力的变化
Table1 ThechangesofpolenviabilityofT.miqueliana
duringdehydration
干燥时间 /h
dryingtime
花粉含水量 /%
polenmoisturecontent
花粉生活力 /%
polenviability
0 9.55 75
4 8.99 75
8 8.05 63
新采集的南京椴花粉(含水量为 9.55%)在 4种贮
藏温度(室温 、4、 -18、 -25℃)下 ,其生活力随时间的
变化差异显著。在花粉贮藏开始的第 1天 ,花粉生活力
急剧下降 ,都在 35% ～ 40%。但在随后的 7 d里 ,花粉
生活力基本没有变化。除室温条件贮藏的花粉第 5天
开始又急剧下降 ,到第 8天花粉全部失去生活力外 ,其
他条件贮藏的花粉生活力基本没有变化(图 2A)。
对于含水量为 8.99%的南京椴花粉 ,在 4种温度(室温 、4、 -18、 -25℃)条件下贮藏 ,其生活力下降较
小 ,且变化趋势基本一致。花粉贮藏 1d时 ,其生活力都有所下降 ,但降幅都不大 ,由最初的 75%降到 61% ～
73%,其中 -25℃条件下的花粉生活力降幅最小 ,仅下降了 2%。从贮藏的第 2天开始 ,花粉生活力基本上没
有变化 ,直到第 4天 ,室温条件下花粉生活力又有所下降。与 -18℃和 -25℃相比 ,室温和 4℃条件下的花粉
生活力下降幅度较大 ,但生活力仍有 40%(图 2B)。说明冰冻温度更有利于花粉的保存 。
含水量为 8.05%的南京椴花粉在 4种温度(室温 、4、 -18、 -25℃)条件下贮藏 ,其生活力的变化趋势
基本一致。花粉贮藏 1 d时 ,生活力的降幅不大 ,由最初的 63%降到 47% ～ 62%,其中室温条件下的花粉
仅下降了 1%。随后 ,花粉的生活力变化不大 ,贮藏第 6天开始 , 4种条件下的花粉生活力又都有下降的趋
势(图 2C)。
3种含水量的花粉生活力在不同贮藏条件下均随贮藏时间的延长呈逐渐下降的趋势 ,不同贮藏温度
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第 2期 高 芬 ,等:南京椴花粉贮藏寿命的研究
对花粉生活力变化的影响达显著水平 。从变化趋势上看 ,花粉的耐贮藏性基本一致 ,但是 ,花粉贮藏的最
初生活力有差异 ,含水量为 8.99%的花粉生活力要比含水量为 8.05%的花粉生活力高 ,因此 ,贮藏南京椴
花粉的最佳含水量不得低于 8.99%。方差分析可知 ,室温 、4、 -18和 -25℃这 4种贮藏温度处理结果比
较 , -25℃时花粉生活力最优 ,室温条件下最差 ,因此 -25℃贮藏条件较有利于保持花粉生活力。
表 2 南京椴花粉贮藏不同时间后的生活力情况
Table2 ThepollenstoragelongevityofT.miqueliana
含水量 /%
moisture
content
θ贮藏 /℃
花粉生活力 /% polenviability
0 d 30d 60d 90d 120 d 150 d 180 d
9.55
室温 75 0
4 75 25 0
-18 75 55 52 32 31 21 14
-25 75 44 43 28 28 25 25
8.99
室温 75 0
4 75 26 26 22 0
-18 75 40 38 32 28 28 24
-25 75 36 35 34 31 28 23
8.05
室温 63 0
4 63 33 29 1 0
-18 63 52 41 41 25 24 20
-25 63 37 36 34 26 23 23
南京椴花粉能否更长期地保存 ,笔者除研究 8d内
其生活力的变化外 ,对其较长时间的贮藏寿命也进行
了跟踪观察 ,结果见表 2。 3种含水量的花粉 ,室温下
1个月就完全丧失生活力 ,即使是在 4、-18、 -25℃下 ,
经过 30 d的贮藏 ,花粉生活力也大幅度下降 ,相比之
下 ,含水量较低的花粉 ,其寿命下降稍微慢些 ,尽管如
此 ,经过 180d的贮藏 ,花粉的生活力也只有 20%左右 。
3 讨 论
(1)花粉的耐贮藏性由遗传基因所主导 ,同时也
受环境因素的影响[ 7] ,因此花粉贮藏条件对于保持花
粉寿命极为重要 。大量植物花粉保存试验表明 ,影响
保存花粉寿命的关键因子是花粉含水量和贮存温度 ,
低温 、干燥处理是保存花粉的必要前提[ 8] 。
在一定含水量下 ,花粉的寿命能得到较好的保存 。当含水量低于某一临界值时 ,花粉生活力明显下
降 。不同植物其花粉贮藏的最适含水量差异很大 [ 9-10] 。沙田柚花粉低温贮藏的适宜含水量为 11.2% ～
13.5%,最适含水量为 13.5%[ 9] 。快速降低蔗茅花粉含水量至 10%以下能较长时间地保持贮藏的花粉活
性 [ 11] 。银杏花粉含水量在 6.7% ～ 8.9%,贮存温度在 6℃以下时其发芽率均较高;含水量在 12.7% ～
20.4%时 ,只有在贮存温度为 6℃和 -12℃时发芽率才较高。低温干燥处理明显可延长花粉寿命 [ 12-13] 。
南京椴花粉贮藏实验结果表明 ,其花粉生活力的保持与其他花粉相类似。但花粉的含水量不宜低于
8.99%,否则花粉的生活力很快下降 。对比 4种贮藏温度下南京椴花粉生活力随贮藏温度的变化 ,在
-18℃和 -25℃低温干燥贮藏条件下 ,南京椴花粉仍具有较高的生活力 ,究其原因在于低温可抑制其代
谢 ,减弱酶活性 ,降低呼吸作用 [ 14] 。南京椴花粉保存的最佳含水量为 8.99%,贮藏温度为 -25℃。南京椴
花粉采集后 ,应防止过度失水 ,以避免其生活力下降 。
(2)新采集的南京椴花粉生活力只有 75%,而不是 100%,其原因不是花粉自身所致 ,是由南京椴的
开花特点所决定的。南京椴的花序为聚伞花序 ,开花时 ,花序中心的花先开 ,渐及周围。用水培法收集花
粉时 ,开花较早的花粉在室温下部分已经丧失了生活力 ,试验中这部分已经死亡的花粉也被收集起来 ,因
此影响了花粉的初始质量 。
(3)花粉生活力检测是研究花粉保存的必要手段 。目前 ,花粉生活力测定的方法包括花粉染色法 、花
粉离体萌发测定法和花粉授粉结实检测法等。有研究认为 , TTC法检测时花粉着色深浅变异较大 ,主观误
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南 京 林 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 33卷
差造成较大的数据变异[ 15] 。在南京椴花粉 TTC染色时 ,花粉的染色程度明显 ,比较容易辨别花粉有无生
活力。尽管如此 ,进行 TTC染色法检测花粉生活力时 ,还须进一步规范染色步骤 ,统一染色判读标准 ,以
便获得正确的检测结果。
[ 参 考 文 献 ]
[ 1 ] 陈 植.观赏树木学 [ M] .北京:中国林业出版社 , 1984.
[ 2 ] 北京林学院.树木学 [ M] .北京:中国林业出版社 , 1980.
[ 3 ] 诸葛仁,唐 亚.椴树属形态演化与生物地理学 [ J] .西南林学院学报 , 1995, 15(4):1-14.
[ 4 ] 史锋厚.南京椴种子生物学特性与休眠机理初探 [ D] .南京:南京林业大学 , 2006.
[ 5 ] IansacAR, SulivanCY, JohnsonBE.ViabiliyandgerminationofthepolenofSorghum(Sorghumbicolor)[J].AnnBot, 1994, 74:27-33.
[ 6 ] 胡适宜.植物学实验方法(一)花粉生活力的测定 [ J] .植物学通报 , 1993, 10(2):60-62.
[ 7 ] 胡适宜.被子植物胚胎学 [ M].北京:高等教育出版社 , 1982.
[ 8 ] 张益清.花粉的寿命与贮藏 [ J].植物杂志 , 1986(1):34.
[ 9 ] 张连学,常维春 ,魏云洁 ,等.人参 、西洋参花药超低温保存对花粉存活的影响 [ J].植物学通报 , 1993, 10(1):58-59.
[ 10] 胡 晋 ,郭长根.超低温(-196℃)贮藏杂交水稻恢复系花粉的研究 [ J] .作物学报 , 1996, 22(1):72-77.
[ 11] 李富生 ,林位夫 ,何顺长.不同无性系蔗茅抽穗开花特性的观察和花粉贮藏条件的研究 [ J].植物生理学通讯 , 2005, 41(2):171-174.
[ 12] 薛妙男 ,刘华英 ,饶桂荣 ,等.沙田柚花粉低温贮藏的研究 [ J] .广西植物 , 2000, 20(4):367-370.
[ 13] 徐刚标 ,何 方 ,黄晓光.银杏种质离体保存的研究Ⅰ .银杏花粉贮存 [ J].中南林学院学报 , 2000, 20(1):27-30.
[ 14] 王钦丽 ,卢龙斗 ,吴小琴 ,等.花粉的保存及其生活力测定 [ J] .植物学通报 , 2002, 19(3):65-373.
[ 15] 何天明 ,张 琦 ,程 奇.香梨花器特征及花粉生活力研究初报 [ J] .新疆农业大学学报 , 2000, 23(3):35-38.
(责任编辑 郑琰燚)
简 讯
南京林业大学又一项成果荣获国家科技进步二等奖
2009年 1月 9日 ,在北京人民大会堂隆重举行 2008年度国家科技奖励颁奖大会。由南京林业大学
叶建仁教授带领的科研团队完成的 “松材线虫分子检测鉴定及媒介昆虫防治关键技术 ”项目荣获国家科
学技术进步二等奖。这是 “十五”以来我校主持项目获得的第 9项国家科学技术奖励。
松材线虫病是松树上的一种毁灭性传染病 ,被许多国家列为检疫对象。我国 1982年在南京首次发
现 , 现已扩散到皖 、浙 、粤 、赣 、鄂等十多个省(市), 每年发生面积 10万 hm2 , 累计枯死松树 5 000万株。
近年来病害扩散蔓延速度很快 ,发生市县数量不断增加 , 对我国南方 3 400万 hm2松林以及自然景观和
生态环境造成了严重威胁 ,是我国当前最危险的森林病虫害。
自 2000年以来 , 根据松材线虫病在我国流行和传播特点 , 该课题组确定了病害防控的关键技术环
节 , 围绕松材线虫检测鉴定和传播媒介松墨天牛控制 , 开展了松材线虫系列分子检测鉴定技术 、媒介昆
虫松墨天牛引诱捕杀技术 、松墨天牛天敌肿腿蜂批量繁育和释放技术以及关键技术组装应用等方面研
究。创建了松材线虫 SCAR标记检测鉴定技术 、实时 PCR检测鉴定技术 、非放射性杂交检测鉴定技术以
及与之相应的检测试剂盒 ,松墨天牛 FJ-MA系列引诱剂 、诱捕器等天牛诱捕技术和天敌肿腿蜂规模繁育
及释放技术。其中松材线虫分子检测鉴定技术实现了对松材线虫幼虫 、雌雄成虫任意大小片段均可进
行快速准确检测鉴定的目标 ,检测准确率达 100%。
该项目研究开发的系列防控技术已成为我国松材线虫病关键防控环节的核心技术 , 在南方松材线
虫病流行的多个省(区)推广应用 , 在病害的监测 、检疫和媒介昆虫防治等控制病害的传播与流行的关键
环节发挥了重大作用。项目成果的应用取得了重大的经济 、社会和生态效益 ,展示了良好的应用前景。
(科学技术处)
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